[發明專利]一種基于Hoey序列的非規則Type-II QC-LDPC碼構造方法

有效

• 申請號: 201710002125.1
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106656211B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 袁建國;梁夢琪;汪哲;孫雪敏;曾磊;尚曉娟
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H03M13/11
• 分類號: H03M13/11
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

本發明涉及一種基于Hoey序列(Hoey Sequence,HS)的非規則Type?II準循環低密度奇偶校驗碼(Quasi?Cyclic Low?Density Parity?Check,QC?LDPC)碼構造方法，該方法主要通過三個步驟來完成，首先構造新穎的指數子矩陣E₁(H)和E₂(H)，然后設計擴展因子p的取值，利用擴展因子對指數子矩陣進行擴展，從而構造出校驗子矩陣H₁和H₂，最后將校驗子矩陣H₁和H₂對應位置的元素進行異或運算，構造出檢驗矩陣H。該方法所構造的校驗矩陣H具有大的最小距離，能避免四環，具有較少數量的六環，所以用該構造方法所構造的QC?LDPC碼具有較好的糾錯性能，并且基于Hoey序列的構造方法數學基礎較簡單，僅限于整數加法、乘法和取模運算，編碼復雜度較低。用該構造方法構造了適用于深空通信，衛星數字視頻廣播等領域中，碼率為0.67的QC?LDPC(5226,3484)碼，并用Matlab對其仿真，其具有較好的糾錯性能。

技術領域

本發明屬于信道處理中的信道編碼領域，涉及一種基于Hoey序列的非規則Type-II QC-LDPC碼構造方法。

背景技術

通信系統的目的在于能夠保證信息有效可靠地傳輸，但傳輸過程中有各種干擾，所以為了保證信息的可靠傳輸就有了前向糾錯(ForwardErrorCorrection,FEC)技術，它是通過在有效信息中添加少量的冗余信息來發現并糾正誤碼。隨著通信系統的發展，對價格更便宜、速度更快以及傳輸更可靠的需求日益增長，在大量不同的信道下，FEC技術現已確定了以低密度奇偶校驗(Low-DensityParity-paritycheck,LDPC)碼為主的技術路線，LDPC碼是目前最具有發展潛力的編碼技術。

在結構化LDPC碼中，最有發展前景的一類碼是QC-LDPC碼，因為QC-LDPC碼的校驗矩陣具有特殊的準循環性質，所以對于其編譯碼模塊的硬件實現，只需用移位寄存器即可，實現起來較容易，且編譯碼復雜度低。另外對于其譯碼模塊，因為具有準循環的特性，用來信息交換的線路變得簡單，也可并行譯碼，所以對于譯碼速度和譯碼復雜度兩者，可以找到平衡，從而編解碼可以更有效率，超大規模集成電路更有可能實現。QC-LDPC碼通常分為兩類，Type-IQC-LDPC碼和Type-IIQC-LDPC碼，目前大多數構造方法所構造的QC-LDPC碼都是屬于Type-IQC-LDPC碼。Type-IIQC-LDPC碼與Type-IQC-LDPC碼相比，它通常有更大的最小距離上限值，一個(J,L)規則Type-IQC-LDPC碼的最小距離上限為d_min≤(J+1)！，一個Type-IIQC-LDPC碼的最小距離上限為d_min≤(J+1)！2^J，隨著最小距離值增大，檢錯糾錯能力也就增強，所以Type-IIQC-LDPC碼具有更好的檢錯糾錯性能。但是，在Type-IIQC-LDPC碼的校驗矩陣中，由于元素1的密度較大，會出現很多短環，例如四環和六環，會直接使譯碼性能下降，短環是影響QC-LDPC碼性能的重要因素，在譯碼采用和積算法(SumProduct Algorithm,SPA)譯碼算法時，會因為短環的存在損失一定的性能。比如，圍長為4時，相關節點的信息經過兩次迭代就能傳回給本身，如果消息是錯誤的，那么就會得到錯誤傳播，進而導致譯碼產生錯誤甚至不能進行正確的譯碼，所以保證Type-IIQC-LDPC碼的校驗矩陣中沒有短環是一研究熱點。